田小英

（九江市水務(wù)有限公司江西九江　332000）

淺析市政給水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇與管網(wǎng)分區(qū)方案

田小英

（九江市水務(wù)有限公司江西九江332000）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，在城市發(fā)展的過(guò)程中，政府對(duì)城市市政給水設(shè)計(jì)中的輸水方式和管網(wǎng)分區(qū)方案的制定給予了高度的重視。市政給水輸水方式和市政管網(wǎng)的分區(qū)方案是整個(gè)城市供水管網(wǎng)系統(tǒng)中非常重要的組成部分，其對(duì)整個(gè)城市的發(fā)展起著非常重要的影響。本文重點(diǎn)對(duì)市政給水設(shè)計(jì)中偷水方式的選擇進(jìn)行重點(diǎn)探討，并市政管網(wǎng)分區(qū)方案進(jìn)行一定的研究。

市政；給水系統(tǒng)；輸水方式；管網(wǎng)分區(qū)

1　引言

在市政給水工程中輸水方式的選擇和管網(wǎng)分區(qū)方案的確定是其非常重要的組成部分，其對(duì)給水工程的穩(wěn)定運(yùn)行和工程造價(jià)都有著直接的影響。在市政給水系統(tǒng)中，為了確保供水的穩(wěn)定性和持續(xù)性，必須對(duì)管網(wǎng)的水頭損失和最小服務(wù)水頭等問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的分析，才能為市政輸水管網(wǎng)分區(qū)的確定提供依據(jù)，最大化的降低市政管網(wǎng)的投資，并充分發(fā)揮其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2　市政給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1給水儲(chǔ)水裝置

在市政給水工程中儲(chǔ)水裝置一般指的是用于儲(chǔ)水的高位水池。以儲(chǔ)水裝置為例，市政工程采用的儲(chǔ)水裝置和小區(qū)住宅型儲(chǔ)水裝置存在很大的差別。小區(qū)住宅通常采用水箱作為儲(chǔ)水裝置，而市政工程中則采用不同容積量的高位水池作為儲(chǔ)水裝置。在選擇高位儲(chǔ)水池的容積量時(shí)，應(yīng)根據(jù)市政工程的實(shí)際情況進(jìn)行合理的選擇。

2.2給水的增壓裝置

對(duì)于一些城市由于各種原因使得市政給水出現(xiàn)不足的現(xiàn)象。當(dāng)前，我國(guó)水廠最常采用的給水增壓設(shè)施有以下幾種：利用水泵供水設(shè)備、利用氣壓供水設(shè)備和利用變頻調(diào)速供水設(shè)備。就當(dāng)前來(lái)看，氣泵、變頻調(diào)速給水設(shè)備在一般工程給水應(yīng)用中已經(jīng)比較成熟。對(duì)市政工程來(lái)說(shuō)，主要采用的是增壓泵來(lái)實(shí)現(xiàn)城市給水系統(tǒng)的增壓。

2.3給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在進(jìn)行市政給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，如果要實(shí)現(xiàn)節(jié)能供水，應(yīng)采用變頻調(diào)速法，利用電動(dòng)機(jī)在不同電源頻率下轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)功能，通過(guò)改變電源的頻率，實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，從而適時(shí)的改變水泵的轉(zhuǎn)速，如圖1所示[1]。

2.4輸水方式類(lèi)別在市政給水工程設(shè)計(jì)中，輸水方式一般采用的是多種模式相結(jié)合的方式，通常可以分為以下三種方式：重力流輸水、壓力流輸水和融合式輸水。

2.4.1重力流輸水方式

圖1　變頻調(diào)速原理示意圖

這種輸水方式依靠的是重力作用來(lái)實(shí)現(xiàn)市政給水輸水，這種方式一般在居民生活用水和工業(yè)生產(chǎn)用水中廣泛應(yīng)用。然而在一些地形比較特殊的城市中，在需要利用城市地形的優(yōu)勢(shì)并結(jié)合重力流輸水方法進(jìn)行水流的合理布局。

2.4.2壓力流輸水方式

這種方式是指在城市輸水中對(duì)水流進(jìn)行加壓，因此，可以對(duì)水資源的位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保證水資源能夠暢通的輸送。在對(duì)水流進(jìn)行加壓時(shí)，操作人員應(yīng)根據(jù)具體的水量變化情況，采取科學(xué)的加壓方法，此外這種方式對(duì)輸水管道材質(zhì)也有一定的要求，管材的選用必須能夠承受水壓力，確保輸水過(guò)程的安全性。

2.4.3融合性輸水方式

這種方式就是將重力流輸水方式和加壓流輸水方式進(jìn)行有效的融合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)有針對(duì)性的對(duì)不同條件的輸水活動(dòng)進(jìn)行調(diào)控。采用融合性輸水方式進(jìn)行輸水時(shí)，必須對(duì)地形條件和具體的實(shí)際情況進(jìn)行充分的考慮，使輸水活動(dòng)更加科學(xué)、有效地進(jìn)行[2]。

2.5市政給水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇

為了對(duì)市政管網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化，市政給水設(shè)計(jì)的核心是如何進(jìn)行輸水方式的選擇，輸水方式選擇的關(guān)鍵在于水源所在地的現(xiàn)狀和城市的地質(zhì)條件，可以看出以下計(jì)算公式：

式中：Hp-水源泵站的揚(yáng)程最大值；Z1-水源的水位值；Z2-水廠的水位；h-輸水過(guò)程中的水頭損失值。

在進(jìn)行市政給水輸水方式設(shè)計(jì)是，以上幾個(gè)參數(shù)都已經(jīng)確定。比如選擇重力流輸水模式，這種方式一般應(yīng)用在一些山區(qū)城市中，為了能夠充分發(fā)揮以上幾種重力因素，應(yīng)盡量的縮短給水輸水路線，盡量的增大水源和用戶之間的高差，給水輸水管徑的設(shè)計(jì)，應(yīng)保證能夠給水過(guò)程中可能出現(xiàn)的輸水量最大值。如果重力流輸水管線途徑存在高差過(guò)大的區(qū)域，則應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢迷黾訙p壓閥；比如選擇的是壓力流給水輸水模式，則需要對(duì)其經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性進(jìn)行綜合分析，并對(duì)壓力輸水管進(jìn)行分級(jí)，此外還應(yīng)在適當(dāng)?shù)奈恢迷O(shè)置泵站，泵站的位置和等級(jí)需要結(jié)合具體情況進(jìn)行設(shè)置[3]。

3　市政給水管網(wǎng)分區(qū)方案的確定

在對(duì)市政給水管網(wǎng)分區(qū)方案確定時(shí)，必須遵循供水行業(yè)的相關(guān)原則，同時(shí)還應(yīng)符合城市的發(fā)展速度，對(duì)市政給水管網(wǎng)區(qū)域進(jìn)行科學(xué)的劃分，使各區(qū)域都能夠得到足夠的水資源，但在進(jìn)行市政給水管網(wǎng)分區(qū)方案確定時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

3.1選擇區(qū)域系統(tǒng)階層數(shù)

在市政給水管網(wǎng)分區(qū)系統(tǒng)劃分中，第一階層的主要功能是合理化配水量，而第二、三階層的主要功能是進(jìn)行空壓減漏和改壓體質(zhì)。當(dāng)前，我國(guó)市政供水管網(wǎng)系統(tǒng)采取的基本上都是兩階層的分區(qū)系統(tǒng)。一般情況下，供水分區(qū)的階層分類(lèi)是由供水管網(wǎng)的規(guī)模大小和資金共同決定的，同時(shí)考慮當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，然后進(jìn)行分階段實(shí)施。

3.2對(duì)區(qū)域規(guī)模進(jìn)行劃定

市政給水管網(wǎng)分區(qū)后，在保證水壓均衡的同時(shí)還要滿足用戶對(duì)水壓的要求。為了減少水量的損失，實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，要盡可能的采用低壓給水方案，并保證在一定范圍內(nèi)對(duì)區(qū)域水壓進(jìn)行合理的控制，然而如何才能確定最佳的給水區(qū)域規(guī)模呢？解決這個(gè)問(wèn)題，首先應(yīng)對(duì)區(qū)域地形和地形標(biāo)高差進(jìn)行綜合的考慮，其次是在劃定規(guī)模時(shí)應(yīng)綜合考慮進(jìn)水點(diǎn)的位置和居民、工業(yè)用水的實(shí)際情況，此外，還要綜合考慮主要管道的管徑流量和費(fèi)用的支出。最后為了為日后的查詢分析提供方便，還要將流量和漏失量記錄下來(lái)[3]。

3.3對(duì)進(jìn)水點(diǎn)數(shù)目控制

為了防止發(fā)生意外事故，保障市政給水的安全可靠，應(yīng)對(duì)區(qū)域內(nèi)水壓進(jìn)行控制并對(duì)水流量進(jìn)行測(cè)定。解決措施是對(duì)進(jìn)水點(diǎn)的數(shù)目進(jìn)行控制。一般情況下，在單點(diǎn)進(jìn)水時(shí)對(duì)進(jìn)水管的水壓控制和位置確定是最有利的，而對(duì)于多點(diǎn)進(jìn)水則能夠保證事故多發(fā)區(qū)的用水安全，對(duì)于住宅小區(qū)，其進(jìn)水點(diǎn)數(shù)目應(yīng)設(shè)置2個(gè)，為急突發(fā)事故和用水量發(fā)生很大變化時(shí)的管理提供方便。對(duì)于進(jìn)水點(diǎn)的數(shù)目和和具體的位置則需要經(jīng)過(guò)反復(fù)的水利模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行確定。

3.4位置和區(qū)域邊界

進(jìn)水點(diǎn)數(shù)、水壓和水流量等是市政給水管網(wǎng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，考慮到市政給水系統(tǒng)的安全可靠性，筆者認(rèn)為在滿足用水需求的前提下將進(jìn)水點(diǎn)的數(shù)目降低到最低限度。通常來(lái)講，市政給水系統(tǒng)中最為經(jīng)濟(jì)安全的模式是將市政給水管網(wǎng)進(jìn)水管的水壓控制點(diǎn)設(shè)置為單點(diǎn)進(jìn)水，如果設(shè)計(jì)區(qū)域出存在事故多發(fā)區(qū)，則應(yīng)將單點(diǎn)進(jìn)水改為多點(diǎn)進(jìn)水，這樣能夠最大化的保證用水安全，因此筆者建議，當(dāng)區(qū)域范圍不大，可設(shè)計(jì)成兩個(gè)進(jìn)水點(diǎn)數(shù)，從而在預(yù)防突發(fā)事故的同時(shí)保證用水量的平衡。管網(wǎng)區(qū)域邊界的確定，則需要綜合考慮各種因素，比如市政管網(wǎng)水源點(diǎn)的供水參數(shù)、所在地的具體地形、地理高度差異等。對(duì)以上因素進(jìn)行綜合考慮分析后，確定市政管網(wǎng)具體的區(qū)域邊界。

3.5優(yōu)化區(qū)域方案

市政管網(wǎng)分區(qū)方案確定后，接下來(lái)就是對(duì)分區(qū)方案的合理性進(jìn)行檢驗(yàn)，通過(guò)對(duì)給水分區(qū)方案進(jìn)行檢驗(yàn)和模擬計(jì)算，進(jìn)一步對(duì)分區(qū)方案進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)各送水管道、部分管道的改造、閘斷、供水設(shè)施等進(jìn)行逐步的分析研究，避免市政管網(wǎng)在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)死水現(xiàn)象，并在市政管網(wǎng)管道的末端設(shè)置排水設(shè)備，將管道的末梢設(shè)計(jì)成環(huán)狀[4]。

4　結(jié)語(yǔ)

市政給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)直接關(guān)系到居民的日常生活和城市的發(fā)展，同時(shí)對(duì)水資源是否得到有效利用起著決定性的作用。選擇科學(xué)的市政輸送方式、對(duì)市政管網(wǎng)分區(qū)進(jìn)行合理的劃分對(duì)于提高整個(gè)市政給水系統(tǒng)的工作效率和水資源的利用率發(fā)揮著巨大的作用，能夠充分的對(duì)水資源進(jìn)行合理的利用，進(jìn)而滿足我國(guó)提倡的可持續(xù)發(fā)展要求。

[1]賀江馬.探討市政給水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)方案的確定[J].建材發(fā)展導(dǎo)向（上），2014（12）.

[2]陳覃.市政給排水設(shè)計(jì)中輸水方式及管網(wǎng)分區(qū)研究[J].江西建材，2015（17）.

[3]鄒宇.市政給排水設(shè)計(jì)中輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)研究[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015（1）.

[4]徐月，冷柏雙.市政工程給排水輸水方式的選擇及管網(wǎng)分區(qū)[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（7）.

TU991

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1673-0038（2015）40-0085-02

2015-9-12